Introduzione al software Moldex3D e all'Intelligenza Artificiale

Moldex3D è un software di simulazione CAE (Computer Aided Engineering) ampiamente utilizzato nel settore dello stampaggio delle materie plastiche per l’analisi e l’ottimizzazione del processo di stampaggio a iniezione. Il software consente di prevedere il comportamento del materiale, termoplastico o termoreattivo, durante le diverse fasi del ciclo produttivo, permettendo di individuare potenziali difetti già in fase di sviluppo prodotto e  di progettazione dello stampo, e di definire parametri di processo ottimali prima della produzione reale.

L’obiettivo principale dell’utilizzo di Moldex3D è la riduzione dei tempi di sviluppo, dei costi legati alle prove stampo e degli scarti di produzione, migliorando al contempo la qualità finale del prodotto.

Modelli fisici e approccio di simulazione

Moldex3D si basa su modelli fisico-matematici che descrivono il comportamento del polimero fuso all’interno dello stampo. In particolare, il software risolve le equazioni di conservazione della massa, della quantità di moto e dell’energia, tenendo conto della natura non newtoniana dei materiali plastici.

 

•modelli reologici per la descrizione della viscosità in funzione di temperatura e velocità di taglio;

•modelli PVT (Pressure-Volume-Temperature) per la previsione dei ritiri volumetrici;

•modelli di trasferimento termico tra materiale, stampo e canali di raffreddamento;

•modelli per l’orientamento delle fibre nei materiali rinforzati.
 

L’accuratezza della simulazione dipende fortemente dalla qualità dei dati di input, in particolare dalle proprietà del materiale e dalla corretta definizione delle condizioni al contorno.

 

Moldex3D consente di simulare l’intero ciclo di stampaggio a iniezione, suddiviso nelle seguenti fasi principali:
 

Durante la fase di riempimento viene simulato il flusso del materiale fuso all’interno della cavità dello stampo. L’analisi permette di individuare fenomeni critici quali linee di saldatura, intrappolamenti d’aria, sbilanciamenti di flusso e zone di elevata pressione.
 

La fase di compattazione è fondamentale per compensare il ritiro del materiale durante il raffreddamento. Moldex3D consente di valutare la distribuzione delle pressioni residue e l’efficacia della fase di mantenimento, fornendo indicazioni utili per la riduzione dei difetti dimensionali.
 

Il modulo di raffreddamento permette di analizzare l’efficienza del sistema di termoregolazione dello stampo, evidenziando eventuali gradienti termici che possono influenzare la qualità del pezzo e il tempo ciclo.
 

Sulla base dei risultati delle fasi precedenti, Moldex3D calcola le deformazioni finali del pezzo dovute a ritiri differenziali e orientamento molecolare o fibroso, consentendo di prevedere eventuali problemi di planarità o accoppiamento.
 

Negli sviluppi più recenti, Moldex3D ha integrato tecniche di intelligenza artificiale e machine learning con l’obiettivo di migliorare l’efficienza computazionale e supportare l’ottimizzazione del processo. In particolare, l’approccio denominato intelligent Solver Learning Method (iSLM) consente al solver di apprendere da simulazioni precedenti, riducendo significativamente i tempi di calcolo senza compromettere l’accuratezza dei risultati.

Inoltre, l’integrazione di algoritmi di ottimizzazione automatica permette di esplorare in modo sistematico lo spazio dei parametri di processo, individuando configurazioni ottimali in funzione di obiettivi multipli, quali la riduzione della deformazione, della pressione di iniezione o del tempo ciclo.

 

Grazie alla sua capacità di rappresentare fedelmente il comportamento fisico del processo di stampaggio, Moldex3D può essere utilizzato come modello di riferimento per la realizzazione di un digital twin del processo produttivo. Integrando i risultati della simulazione con dati provenienti da sensori di stampo e dalla pressa a iniezione, è possibile aggiornare il modello digitale in tempo reale e utilizzarlo per la previsione della qualità del pezzo e per il supporto alle decisioni operative.

Questo approccio consente di passare da una gestione reattiva del processo a una gestione predittiva, migliorando la stabilità produttiva e riducendo la dipendenza dall’esperienza dell’operatore.

 

Nonostante le elevate potenzialità, l’utilizzo di Moldex3D richiede comunque una certa attenzione e capacità di valutare i risultati.

Quindi l’elevata affidabilità della tecnologia di Moldex3D è condizione necessaria, che si deve accompagnare all’esperienza di campo presente in azienda

L’accuratezza dei risultati è fortemente influenzata dalla qualità dei dati di input (es.: una buona caratterizzazione dei materiali) e dalla corretta modellazione della parte e anche stampo. 

Inoltre, l’integrazione con sistemi di intelligenza artificiale e con l’ambiente produttivo reale richiede competenze multidisciplinari e infrastrutture digitali adeguate, ovvero ci vuole una base dati robusta e consistente.

Pertanto, Moldex3D deve essere considerato come uno strumento di supporto alle decisioni, il cui utilizzo efficace richiede comunque una solida conoscenza del processo di stampaggio e dei principi base di simulazione numerica.

L’ottima tecnologia di Moldex3D, combinata con l’esperienza aziendale, diviene una soluzione efficace e affidabile nei risultati (alto livello di reliability).